JPS63189593A - 既設管路の更新方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明］ （技術分野） 本発明は、水道管、下水管のような既設管路を開削工法
によることなく更新する方法および装置に関し、特に地
中に埋設されている既設管を徹ムしつつ、そこに新設管
を敷設することにより、既設管路を更新する方法および
装置に関する。

（従来技術） 地中に埋設されている老朽化した管の更新は、一般に、
前記管が埋設されている箇所に溝を開削工法により掘削
して既設管を露出させ、該既設管を除去した後、その跡
に新設管を沈め、掘削した前記溝を埋め戻す工法により
なされている。しかし、この工法では、溝を掘削しなけ
ればならないため、掘削すべき箇所が道路であると、前
記道路を−・時通行禁止にしなければならない。

水道管、下水管のような液体用管路を開削１法によるこ
となく更新する装置の一つとして、破壊機を既設管の一
端から他端へ向けて移動させつつ該既設管を前記破壊機
により破壊し、該既設管と同一の直径寸法の新設管を破
壊された既設管の跡に押し込む装置がある。

しかし、この従来装置では、破壊機が既設管路内を該既
設管路により案内されて該既設管路に沿って移動され、
既設管を破砕するため、長年の使用により既設管路が湾
曲していると、破砕機が湾曲している既設管路に沿って
前進され、その結果湾曲された新設管路が敷設されてし
まう。

また、前記の従来装置では、未破壊の既設管を利用して
、破壊された既設管の破片を排出するため、破壊機が到
達する竪坑に前記破片を受ける機械を配置しなければな
らず、その設備が大型であり、高価である。

さらに、前記の従来装置では、更新時にその管路の使用
を中止しなければならないため、更新すべき既設管路に
代える迂回路を敷設しなければならない。

（発明の目的） 本発明は、開削工法によることなく、既設管路を更新す
゛ることかできる方法および装置を提供することにある
。

本発明の他の目的は、既設管路が湾曲していても、新設
管を正しく敷設することができる、更新方法右よび装置
を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、破砕すべき既設管を使用す
ることなく、既設管の破片をを排出することができる、
既設管路の更新方法および装置を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、既設管路を流れる液体用の
迂回路を敷設することなく、既設管路を更新することが
できる、方法および装置を提供することを目的とする。

（発明の構成） 本発明の更新方法は、地中に埋設されている既設管を撤
去し、その跡に新設管を敷設することに・より既設管路
を更新する方法であって、シールド型トンネル掘削機を
前記既設管の一端から他端へ向けて前進させ、前記掘削
機を前進させる間、前記掘削機により前記既設−管を破
砕しつつ該既設管の周囲の土砂を掘削し、前記新設管を
掘削された箇所に配置することを特徴とする。

本発明の更新方法は、また、地中に埋設されている既設
管を撤去し、その跡に新設管を敷設することにより既設
管路を更新する方法であって、前記既設管内をシール手
段により密閉し、該シール手段の後方にシールド型トン
ネル掘削機を配置し、該掘削機を前記既設管に沿って向
けて前進させ、前記掘削機を前進させる間、前記掘削機
により前記既設管を破砕しつつ土砂を掘削し、前記掘削
機による破砕物および掘削物を前記掘削機の後方へ排出
し、前記新設管を掘削された箇所に配置することを特徴
とする。

本発明の更新方法は、さらに、地中に埋設されている既
設管を撤去し、その跡に新設管を敷設することにより既
設管路を更新する方法であって、前記既設管内をシール
手段により密閉し、該シール手段の後方にシールド型ト
ンネル掘削機を配置し、該掘削機を前記既設管に沿って
前進させ、前記掘削機を前進させる間、前記既設管を流
れる流動液体を前記シール手段および前記掘削機を経て
該掘削機の後方へ流動させかつ前記掘削機により前記既
設管を破砕しつつ土砂を掘削し、前記掘削機による破砕
物および掘削物を前記掘削機の後方へ排出し、前記新設
管を掘削された箇所に配置することを特徴とする。

本発明の更新装置は、地中に埋設されている既設管を撤
去し、その跡に新設管を敷設することにより既設管路を
更新する装置であって、更新すべき前記既設管の△端か
ら他端へ向けて移動されて前記既設管を破砕しつつ前記
新設管の周りの土砂を掘削するシールド型トンネル掘削
機と、前記新設管を掘削された箇所に配置する手段とを
含む。

本発明の更新装置は、また、地中に埋設されている既設
管を撤去し、その跡に新設管を敷設することにより既設
管路を更新する装置であって、前記既設管内を密閉する
ように前記既設管内に配置されるシール手段と、該シー
ル手段の後方から前記既設管に沿って移動されて前記既
設管を破砕しつつ土砂を掘削するシールド型トンネル掘
削機と５該掘削機による破砕物および掘削物を前記掘削
機の後方へ排出する手段と、前記新設管を前記掘削機に
より掘削された箇所に配置する手段とを含む。

本発明の更新装置は、さらに、地中に埋設されている既
設管を撤去し、その跡に新設管を敷設することにより既
設管路を更新する装置であつて、前記既設管内を密閉す
るように前記既設管内に配置されるシール手段と、該シ
ール手段の後方から前記既設管に沿って移動されて１１
η記既設管を破壊しつつ地盤を掘削゛するシールド型ト
ンネル掘削機と、該掘削機による破砕物および掘削物を
前記掘削機の後方へ排出する手段と、前記既設管内の流
動液体を前記掘削機を経て該掘削機の後方へ流動させる
手段と、ｎ「記新設管を掘削された箇所に配置する手段
とを含む。

（発明の作用効果） 本発明によれば、シールド型トンネル掘削機により既設
管路を破砕しつつ新設管を配置するため、更新すべき既
設管が敷設されている箇所を開削工法により掘削する必
要がない。

また、本発明によれば、更新すべき既設管路の周りの土
砂をも掘削機により掘削するため、既設管路の断面積よ
り広い範囲を掘削することになり、従って既設管路が湾
曲していても、掘削機を正しく前進させることにより、
新設管路を正しく敷設することができる。

さらに、本発明によれば、掘削物が未破砕の既設管内へ
流動することをシール手段により防止しつつ、既設管の
破砕およびその周囲の土砂の掘削を行なうため、既設管
の破片および掘削上砂か未破砕の既設管内に入り込むこ
とがなく、従って掘削機の到達竪坑に掘削物を受け、こ
れを排出する機器を設置する必要がなく、廉価になる。

本発明によれば、さらに、更新すべき管路を使用中止に
する必要がないから、迂回路を設けることなく、更新す
ることができる。

（実施例） 以下、図面に示す本発明の更新装置の実施例について説
明する。

第１図に示す更新装置１０は、地中に埋設されている下
水用のコンクリート製既設管１２をその下流の側から破
砕しつつ、既設管１２より大直径のコンクリート製新設
管１４を敷設する工事に用いられる。

更新装置１０は、地盤１６に構築された発進竪坑１８か
らその上流の側に構築された到達竪坑く図示せず）に向
けて前進されるシールド型トンネル掘削機２０と、新設
管１４を掘削機２０による掘削跡に押し込みかつ掘削機
２０を前進させる推進機構２２と、掘削機２０による既
設管１２の破片、掘削上砂のような掘削物が既設管１２
を経て前記到達竪坑へ達することを防止すべく既設管１
２内に移動可能に配置されたシール機構２４と、前記掘
削物を地上に排出する排出機構２６と、既設管１２内の
十−水をシール機構２２および掘削機２０を介して１流
側の管路３０に流動させる仮設流路機構２８とを含む。

シールド型トンネル掘削機 第２図〜第６に示す、シールド型トンネル掘削機２０は
、相互に突き合わされた第１および第２の本体部３４．
３６を備える筒状のシールド本体３２を含む。

第２図および第３図に示すように、第１の本体部３４は
、内径が後方へ向けて漸次減少する円鐘形の破砕室すな
わち第１の空間３８を規定する第１の筒部３４ａと、第
１の空間３８の後部に続き、該第１の空間より広い断面
積を有する泥水室すなわち第２の空間４０を規定する第
２の筒部３４ｂとを備える。第１および第２の筒部３４
ａ、３４ｂは、第１の筒部３４ａの後端と第２の筒部３
４ｂの前端とにおいて複数のボルトにより分離可能に相
互に突き合わせ結合されている。第１の空間３８の内径
はほぼ同じであつてもよい。

第３図に示すように、第２の筒部３６ｂの前端部外周お
よび後端部外周には、周方向へ伸びる溝が形成されてい
る。第１の筒部３６ａの前端部の前記溝により前端部外
周に形成されたフランジ部には、第１および第２の筒部
３４ａ、３４ｂを分離可能に連結する複数の面記ボルト
が配置されている。これに対し、第２の筒部３６ｂの後
端部の前記溝により後端部外周に形成されたフランジ部
には、第１および第２の本体部３４．３６を分離可能に
連結する複数のボルトが配置されている。

第３図および第４図に示すように、第１の筒部３４ａの
後端部内側には、第１および第２の空間３８．４０を区
画する内向きの環状の格子４２が設けられている。格子
４２は、第１の筒部３４ａの後端部面に沿って伸び、ま
た、小さな掘削物が第１の空間３８から第２の空間４０
へ移動することは許すが、大きな掘削物が第１の空間３
８から第２の空間４０へ移動することは阻止するように
、シールド本体３２の軸線の周りに等角度間隔に隔てら
れた複数の開口４４をイｆする。格子４２は、第２の筒
部３４ｂの面端部内側に取り付けてもよい。第２の筒部
３４ｂには、シールド本体３２内を前方域と後方域とに
区画する隔壁４６が設けられている。

第３図および第４図に示すように、隔壁４６には、隔壁
４６をシールド本体３２の軸線方向へ貫通して伸びる筒
状のスリーブ４８が滑動不能および回転不能に支承され
ている。隔壁４６の第１の筒部３４ａの側には、スリー
ブ４８の周りを伸びる内歯歯車５０が？ＪＬ数のボルト
により固定されている。スリーブ４８には、該スリーブ
４８をシールド本体３２の軸線方向へ貫通するクランク
軸５２が複数の軸受５４により回転可能に支承されてい
る。クランク軸５２は、スリーブ４８に支承された軸部
分５２ａと、該軸部分から前方へ伸びる偏心部すなわち
軸部分５２ｂとを備える。軸部分５２ａの軸線は、シー
ルド本体３２の軸線と一致されている。これに対し、軸
部分５２ｂの軸線は、シールド本体３２および軸部分５
２ａの軸線から距１１ｉｅだけ偏心されており、また、
第１の空間３８に配置されている。

第３図に示すように、軸部分５２ｂには、第１の筒部３
４ａとともにクラッシャを構成するロータ５６が複数の
軸受５８により回転可能に支承されている。該ロータ５
６は、直径寸法が後端の側に向けて漸次増大する外表面
を有する円錐形の形状を呈し、また、第１の空間３８内
に配置されている。ロータ５６の後端外面と第１の筒部
３４ａの後端内面との間隔は、シールド本体３２の直径
方向における格子４２の開口４４の寸法より小さい。な
お、第１の空間３８を規定する第１の筒部３４ａの内面
およびロータ３６の外表面に、その周方向へ伸びる複数
の突出部または溝を設けてもよい。

第３図および第５図に示すように、ロータ５６の先端部
にはカッタ組立体６０が固定されている。カッタ組立体
６０は、ロータ５６がらシールド本体３２の半径方向へ
伸びる複数のアーム６２と、該アーム６２に固定された
複数のカッタビット６４とを備える。アーム６２の最先
端に配置された各カッタビットは、カッタ組立体６０の
回転中心へ向かう内向きの歯先と、これと逆の方向へ向
かう外向きの歯先とを存する。これに対し他の各カッタ
ビットは、その歯先がカッタ組立体６０の回転中心へ向
かうようにすなわち内向きとなるように配置されている
とともに、前記歯先がそのカッタビットの外側に配置さ
れたカッタビットの歯先より後方となるように配置され
ている。なお、各カッタビットは、その歯先がカッタ組
立体６０の回転軸線と直交する同一面に位置するように
配置してもよい。

第３図および第４図に示すように、ロータ５６の後端面
には、内歯歯車５０と噛合する外歯歯車６６が複数のボ
ルトにより固定されている。歯車６６は、歯車５０に対
し、クランク軸５２の軸部分５２ａに対する軸部分５２
ｂの偏心量と同一の距ａｅだけ偏心されている。このた
め、歯車５０．６６はその直径方向の一方の部位で相互
に噛合し、両者が噛合する部位はクランク軸５２の回転
にともなってスリーブ４８の周りを移動し、その結果ロ
ータ５６およびカッタ組立体６０はシールド本体３２の
軸線の周りに旋回運動（公転）をするとともに軸部分５
２ｂの周りに回転運動（自転）をする。

第３図に示すように、ロータ５６と内歯歯車５０との間
には、両者の間を液密的に閉鎖するメカニカルシール６
８が配置されている。メカニカルシール６８は、ロータ
５６の後端面に該ロータ５６と同軸的に設けられた環状
の溝７０と、該溝に嵌合されかつほぼ均一の外径寸法を
有する筒状のリング７２と、内歯歯車５０の前端面に該
内歯歯車と同軸的に固定された環状の受は座７４と、リ
ング７２を受は座７４に向けて押圧する複数のばね７６
とを備える。溝７０は、内歯歯車５０の側に開口する。

リング７２は、溝７０にシールド本体３２の軸線方向へ
滑動可能に受は入れられた環状の主体部と、該主体部の
後端外周から後方へ該主体部と同軸的に伸びる突出部と
を備える。リング７２の前記主体部および面記突出部は
、同一・の直径寸法を有し、また、ロータ５６と同軸的
にすなわち内歯歯車５０に対し前記距＠ｅだけ偏心され
ている。

ばね７６は、圧縮コイルばねであり、また、溝７０に連
通ずる穴内に配置されている。

リング７２の前記主体部および前記突出部の外径寸法、
特にリング７２の後端面および受は座７４の前端面すな
わちリング７２と受は座７４との接触面（シール面）の
直径は、受は座７４の外径寸法より少なくとも２ｅ小さ
い。ずなわち、リング７２と受は座７４との接触面（シ
ール面）の直径は、リング７２の後端面（突出部）の外
周部の直径をり、とし、受は座７４の前端面の外周部の
直径をＤ２とすると、 Ｄ、≦Ｄ２−２ｅ である。

第３図に示すように、隔壁４６はスリーブ４８を巡る環
状の油室７８を有し、該油室７８にはｆｉ’２１滑油が
収容されている。油室７８は、隔壁４６に穿たれた複数
の六８０、スリーブ４８の外周に形成された環状の溝８
２およびスリーブ４８に形成された複数の六８４を経て
、クランク軸５２とスリーブ４８との間の空間に連通さ
れている。このため、クランク軸５２とスリーブ４８と
の間の空間、隔壁４６とスリーブ４８との間の隙間は潤
滑油で満たされている。

ロータ５６の前端面とクランク軸５２の先端部との接触
部、ロータ５６とリング７２との接触部、隔壁４６と内
歯歯車５０との接触部およびスリーブ４８と隔壁４６と
の接触部には、それぞれシール用のＯリングが配置され
ている。また、スリーブ４８の後端部とクランク軸５２
の後端部との間には、潤滑油の流出を防止するシール材
８６が配置されている。シール材８６は、複数のボルト
によりスリーブ４８に固定されている。

第２図および第３図に示すように、第２の本体部３６は
、第２の筒部３４ｂの後端部に連結される第１の筒部３
６ａと、該第１の筒部の後端部に挿入された第２の筒部
３６ｂと、該第２の筒部の後端部に連結された第３の筒
部３６ｃを備える。

第１の筒部３６ａの前端面にはシールド本体３２のｌｌ
Ｉ４１線と直交する支持壁８８が設けられてあり、該支
持壁にはスリーブ４８の後端部を受は入れる穴９０が設
けられている。第２の本体部３６の第１の筒部３６ａと
第２の筒部３６ｂとは、方向修正用の複数のジヤツキ９
２により相互に連結されている。第２の筒部３６ｂと第
３の筒部３６ｃとに間および第３の筒部３６ｃと最先端
の新設管１４との間には、連結具９３．９５が配置され
ている。

支持壁８８の後部には、クランク軸５２を回転させる駆
動機構９４が複数のボルトにより固定されている。駆動
機構９４は、電動機と減速機とを備え、また、駆動機構
９４の出力軸９６はクランク軸５２の後端部に設けられ
た穴に挿入されている。出力軸９６とクランク軸５２と
は、キー９８により、回転不能に結合されている。

第３図に示すように、クランク軸５２、スリーブ４８お
よび隔壁４６には、既設管１２内の下水を仮設流路機構
２８へ案内するための流路１００．１０２，１０４が形
成されている。流路１００は、クランク軸５２の先端と
、外周部とに開口する。流路１０２は、流路１００から
の下水を受けこれを流路１０４に案内すべく、スリーブ
５４の内周面に形成された環状の溝と、該溝および流路
１０４を連通させる穴とからなる。クランク軸５４とス
リーブ４８との間にあって環状の前記溝の両側には、該
溝からの下水の漏洩を防止する環状のメカニカルシール
１０６が配置されている。スリーブ４８と隔壁４６との
間には、流路１０２．１０４の接続部からの下水の漏洩
を防止する一対のＯリングが配置されている。

第３図ｉよび第５図に示すように、ロータ５６の円錐形
の外表面には、ロータ５６の回転にともなって第１の空
間３８内の掘削物を攪拌し、該掘削物に流動性を与える
複数の羽根１０８が取り付けられている。

掘削機および新設管用推進機構 推進機構２２は、第１図に示すように、掘削機２０の前
進方向へ伸びるように竪坑３８の底に設置された一対の
レール１１０と、該レール１１０上に該レールに沿って
移動可能に設置されたスライダ１１２と、該スライダ１
１２を前進させる複数のジヤツキ１１４とを備える。ジ
ヤツキ１１，４、は、竪坑゛３８内に構築された壁１１
６に取り付けられている。

ジヤツキ１１４は、先行する最後部の新設管１４とスラ
イダ１１２との間に新たな管が配置された後、伸長され
る。これにより、スライダ１１２が前進され、新設管１
２が掘削機２０による掘削跡へ押し込まれ、掘削機２０
が前進される。ジヤツキ１１４が所定距離伸長されると
、ジヤツキ１１４が収縮され、スライダ１１２が引き戻
され、次いでスライダ１１２と最後部の新設管１４との
間に新たな管が配置され、その後ジヤツキ１１４が伸長
される。ジヤツキ１１４を収縮させてスライダ１１２を
引き戻し、最後部の新設管とスライダ１１２との間に新
たな管を配置する継ぎ足し作業は、掘削機２０の発進竪
坑と到達竪坑との間に埋設されている既設管路の更新が
終了するまで、複数回行なわれる。

下水用シール機構 第７図および第８図に示すように、シール機構２４は、
既設管ｌｚ内を移動可能の本体１２０を含む。該本体１
２０は、既設管１２の軸線に沿って伸びる筒状のシャフ
ト１２２と、複数の軸受１２４によりシャフト１２２の
周りに回転可能に配置された筒状のフレーム１２６とを
備える。

シャフト１２２は、第１図および第９図に示す連結機構
１２８により掘削機２０のロータ５６に連結されている
。シャフト１２２とフレーム１２６との間には一対のメ
カニカルシール１３０が配置されており、軸受１２４が
配置された前記領域には潤滑油が収容されている。

シャフト１２２の先端部には、攪拌ヘッド１３２が固定
されている。攪拌ヘッド１３２は、シャフト１２２に固
定されたボス１３４と、該ボス１３４に固定された複数
（図示の例では６つ）の羽根１３４とを備える。外羽根
１３６は、シャフト１２２の軸線の周りに等角度間隔に
配置されており、また、溶接のような手段により先端部
で相互に連結されている。

フレーム１２６の先端部には、既設管１２内におけるシ
ール装置２４の移動を滑らかにするガイドヘッド゛１３
８が取り付けられている。該ガイドヘッド１３８は、フ
レーム１２６に複数のボルトにより取り付けられたボス
１４０と、該ボス１４０に固定された複数（図示の例で
は６）のガイド１４２とを有する。フレーム１２６の外
周には、板状の複数（図示の例では６）のガイド１４４
が取り付けられている。各ガイド１４２゜１４４は、シ
ャフト１２２の軸線方向へ伸び、また、シャフト１２２
の軸線の周りに等角度間隔に配置されている。ガイ下１
４２の先端部は、溶接のような手段により相互に連結さ
れている。ガイド１４４の先端部も、溶接のような手段
により相互に連結されている。

フレーム１２６のｆ＆端にはテールカバー１４６が複数
のボルトにより取り付けられており、該テールカバー１
４６には円板状の複数のシール部材１４８を備えるスペ
ーサ１５０が複数のボルトにより取り付けられている。

シール部材１４８は、弾性変形可能のゴムのような材料
から成る。

第９図に示すように、シャフト１２２と連結機構１２８
とは、フランジ継手１５２により連結されている。これ
に対し、連結機構１２８とロータ５６とは、連結機構１
２８とロータ５６との相対的な屈曲を許すように、自在
継手１５４により連結されている。自在継手１５４は、
連結機構１２８に設けられた球体１５６と、球体１５６
を回転可能に受けるように複数のボルトにより相互に結
合される一対の受は座１５８，１５９と、球体１５６お
よび受は座１５８を係合させるピン１６０とを有する。

ピン１６０は、受は座１５８を貫通し、また、球体１５
６の穴１６２に受は入れられている。穴１６２は、ピン
１６０より大きな直径寸法を有する。これにより、球体
１５６および受は座１５８は、所定の角度範囲内で屈曲
可能であるが、相対的な大きな回転を阻止される。

受は座１５８は、複数のボルトによりロータ５６の先端
に固定されている。

掘削機２０のロータ５６が回転されると、シャフト１２
２がフレーム１２４に対し回転される。

ロータ５６の旋回運動にともなっておよび既設管路が湾
曲しているとき、シール機構２４は掘削機２０に対し傾
斜されるが、この類語は自在１ａｆ１５４により吸収さ
れる。

シャフト１２２の中空部および連結機構１２８の中空部
は、既設管１２内の下水を掘削機２０の流路１００へ案
内する流路１６４，１６６を構成する。

掘削物用排出機構 第１図および第６図に示すように、掘削物の排出機構２
６は、すり排出用の泥水を第２の空間４０に供給する管
１７０と、第２の空間４０から掘削物を泥水とともに排
出する管１７２とを含む。管１７０の一端は、連結具１
７４呵より支持壁８８に連結されており、また、隔壁４
６をシールド本体３２の軸線方向へ貫通するように設け
られた流路１７８（第３図参照）を介して第２の空間４
０に連通されている。管１７２の一端も、第６図に示す
ように連結具１８０により支持壁８８に連結されており
、また、隔壁４６をシールド本体３２の軸線方向へ貫通
するように設けられた流路（図示せず）を介して第２の
空間４ｏに連通されている。連結具１７４，１８０は、
支持壁８８の後端面に複数のボルト（図示せず）により
固定されている。

第１図に示すように、管１７０は管１８２を介して給水
タンク１８４に連通され、管１７２は管１８６を介して
沈殿池１８８・に連通されている。

管１８２には給水ポンプ１９０と複数のバルブ１９２と
が配置され、管１８６には排出ポンプ１９４と複数のバ
ルブ１９６とが配置されている。管１８２，１８６は、
その途中に屈曲および伸縮自在の管を備える。すり排出
用の管１７２゜１８６の中空部の断面積は、格子４２の
開口１４４の面積より大きい。給水ポンプ１９０の排出
Ｌ１と排出ポンプ１９４の吸込Ｅ１とは短絡管１９８に
より短絡されており、該短絡管１９８にはバルブ２００
が配置されている。

第３図に示すように、第２の空間４０の底部には、管１
７０から供給された泥水が管１７２へ直接達することを
防止し、かつ、前記泥水が第２の空間４０を巡る流路を
流れるように、第２の空間４０内に場ける泥水の流路を
規定する仕切り２０２が設けられている。

ポンプ１９０，１９４は、掘削機による掘削時に作動さ
れる。これにより、排出機構２６は、タンク１８４内の
泥水を掘削機２０の第２の空間４０へ管１８２，１７０
を介し供給し、第２の室４０内の泥水を掘削物とともに
管１７２，１８６を介して沈殿池１８８へ排出する。こ
れに対し、新設管の継ぎ足し作業時には、ポンプ１９０
゜１９４が停止され、所定のバルブが閉じられた状態で
、管１８２，１８６が新たな管内に通された後、所定の
バルブが開放され、ポンプ１９０゜１９６が作動される
。なお、第２の室４０に供給された泥水の一部は第１の
室３８に流動するが、多くの泥水は排出機構２６により
沈殿池１８８へ排出される。

下水用仮設流路機構 仮設流路機構２８は、第１図〜第３図に示すように、フ
ランジ継手２１０により相互に連結された複数のパイプ
を備える第１のガイド２１２と、該第１のガイド２１２
の後端に連結された伸縮部よび清白可能の第２のガイド
２１４と、該第２のガイド２１４の後端部に接続された
排出ポンプ２１６と、該排出ポンプ２１６から排出され
る下水を下流の側の管路３０に案内する第３のガイド２
１８とを備える。第１のガイド２１２の先端は、連結具
２２０（第３図参照）により支持壁８８に連結されてお
り、また、掘削機２０の流路１０４に連通されている。

第１のガイド２１２は、シールド本体３２内の部位にバ
ルブ２２２（第２図参照）を有する。第３のガイド２１
８にもバルブ２２４が配置されている。第３のガイド２
１８の排出ポンプ２１６と反対の側の端部は、該端部に
配置されたシール部材２２６とともに既設管３０に挿入
されている。

ポンプ２１６が作動されると、既設管１２内の下水は、
シール機構２４の流路１６４、連結管１２２の流路１６
４、掘削機２０の流路１ｏ’６゜１０２、’１０４、各
ガイド２１２．２１”４゜２１８を経て、後方の管路３
０へ強制的に流動される。なお、新設管の継ぎ足し時に
、ポンプ２１６は一時的に停止され、バルブ２２２は一
時的に閉じられ、第２のガイド２１４は新たな管内を通
される。

更新装置１０の動作 更新作業時、掘削機２０の駆動機構９４が作動され、ク
ランク軸５２が回転される。これに゛より、ロータ５６
およびカッタ組立体６０は、シールド本体３２の軸線に
対しｅだけ偏心してクランク軸５２の周りをクランク軸
５２の回転方向と同一の方向へ旋回（公転）される。ロ
ータ５６に固定された外歯歯車６６と、隔壁４６に固定
された内歯歯車５０との噛み合い部位がロータ５６の旋
回運動にともなって順次変位することから、ロータ５６
ｓ３よびカッタ組立体６０は、また、軸部分５２ｂを中
心としてクランク軸５２の回転方向と反対の方向へ回転
（自転）される。

ロータ５６およびカッタ組立体６０の旋回運動および回
転運動により、カッタビット６４は、シールド本体３２
に対しカッタ組立体６０とともに旋回運動および回転運
動をするのみならず、シールド本体３２に対し、シール
ド本体３２の中心へ向かういわゆる内方およびこれと反
対の外方へすなわちシールド本体３２の半径方向への往
復運動をする。

掘削機２０には、カッタ組立体６０が上記のように旋回
および回転されている状態で、推進機構２２により新設
管１４を介して推力が加えられる。これにより、新設管
１４は掘削された穴内へ押し込まれ、掘削機２０はカッ
タ組立体６０で既設管１２を破砕するとともに該既設管
１２の周囲の土砂を掘削しつつ前進される。

各カッタビット６４の歯先が内向きであることおよびカ
ッタビット６４がシールド本体３２に対し該本体３２の
半径方向へ往復運動をすることから、カッタビット６４
は、該カッタビット６４がシールド本体３２に対し回転
軸線の方向へすなわち内方へ移動するとき、既設管１２
を破壊し、かつ、既設管１２の周囲の土砂を掘削する。

□既設管１２は、カッタビット６４による内向きの力を
受けて破砕されることになる。この結果、既設管１．２
に外向きの力すなわち既設管１２を押し広げる力を作用
させて既設管１２を破壊する装置に比べ、既設管１２は
、小さな力で破砕される。また、カッタビット６４が外
方へ移動されるときに既設管１２に該既設管を破砕する
力が作用しないことから、未破砕の既設管１２にその長
手方向への大きな亀裂が生じない。

破砕された既設管の破片および掘削された土砂を含むす
りすなわち掘削物は、第１の空間３８内へ受は入れられ
る。第１の空間３８内に受は入れられた前記掘削物は、
ロータ５６の回転にともなって羽根１０８により攪拌さ
れつつ、第１の空間３８から格子４２の開口４４を経て
第２の空間４０へ流動する。第２の室４０へ流動した掘
削物は第２の室４０内へ供給された泥水と混合され、そ
の混合物すなわちスラリーは排出機構２６により沈殿池
１８８へ排出される。

第１の空間３８に受は入れられた掘削物中の大きな礫お
よび破片は、ロータ５６の旋回運動および回転運動にと
もなって、ロータ５６によりシールド本体３２の第１の
空間３８を規定する内面に押圧されて開［１４４を通過
可能の大きさの小片に破砕される。開口４４を通過可能
の大きさに破砕された小片は、開口４４を経て第２の空
間４０へ受は入れられる。このため、櫟および破片が排
出用の管１７２．１８６に詰まることがない。

第１および第２の空間３８．４０は、更新作業の間、切
羽の崩壊および地盤の隆起が生じない所定の圧力に維持
される。これにより、第１の空間部３８内の掘削物の一
部は、既設管１２内へ流動する。しかし、シール機構２
４のシール部材１４８は、既設管１２内へ流動された掘
削物により既設管１２の内周面に押圧され、前記掘削物
が既設管１２内をシール機構２４の位置よりさらに前方
へ流動することを阻止する。シール部材１４８は、また
、既設管１２内の下水が第１の空間３８内へ流動するこ
とを防止する。

シール機構２４は、掘削Ｊｆｉ２０の前進にともなって
既設管１２内を前進される。このとき、シール機構２４
のガイド１４２，１４４がそりの作用をするため、既設
管１２の内周面に凹凸が存在していても、シール機構２
４の移動は滑らかである。

シール機構２４のシャフト１２２は、掘削機２０のロー
タ５６の回転にともなってシャフト１２２の軸線の周り
を回転される。このため、新設管１２内の下水が攪拌羽
根１３６により攪拌され、該下水中の固形物が羽根１３
６により粉砕され、その結果シール機構２４の移動がよ
り滑らかになり、仮設流路機構２８の流路が閉塞されな
い。

ロータ５６の旋回運動および回転運動により、メカニカ
ルシール６８のリング７２が受は座７４に向けて押圧さ
れつつ受は座７４に対して旋回運動をするが、第２の空
間４０の圧力によりリング７２がばね７６の力に抗して
後退される力はリング７２の後端面に作用しない。すな
わち、ロータ５６の旋回運動および回転運動により、メ
カニカルシール６８のリング７２が受は座７４に向けて
押圧されつつ受は座７４に対して旋回運動をしても、リ
ング７２の外径寸法がほぼ均一であることと、リング７
２と受は座７４との接触面（シール面）の直径が、 Ｄ、≦Ｄ２−２ｅ であることとから、リング７２の後端面全体が常に受け
ｌ４ｉ７４の面端面に接触されており、従ってリング７
２の後端面には第２の空間４０の圧力に起因する前記力
は作用しない。このため、リング７２と受は座７４との
間の液密性が維持される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の更新装置の一実施例を示す正面図、第
２図は掘削機のシールド本体を断面して掘削機とシール
装置を示す図、第３図は掘削機の一実施例を示す拡大断
面図、第４図は第３図の４−４線に沿つて得た断面図、
第５図は第３図の５−５線に沿って得た拡大断面図、第
６図は第３図の６−６線に沿つて得た拡大断面図、第７
図はシール装置の一実施例を示す拡大断面図、第８図は
第７図の左側面図、第９図は連結機構の一実施例を示す
断面図である。 １０：更新装置、　　１２：既設杆、 １４：新設管、　　　１６：地盤、 ２０：シールド型トンネル掘削機、 ２２：掘削機および新設管用推進機構、２４：シール機
構、２６：掘削物用排出機構、２８：下水用仮設流路機
構、 １２８：連結機構。 代理人　弁理士　松　永　宣　行 第５図 ζｎ 第６図 ス２ 手続補正書 昭和６３年２月４日 特許庁長官　小　川　邦　夫　殿 １、事件の表示 昭和６２年特許願第１７２１４号 ２、発明の名称 既設管路の更新方法喝よび装置 ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 名　称　　株式会社イセキ開発工機 ４、代理人 （自　発） 管内をシール手段により密閉し、該シール手段の６、補
正の対象 明細書の特許請求の範囲、発明の詳細な説明および図面
の簡単な説明の欄 ７、補正の内容 （１）特許請求の範囲の記載を別紙のとおり訂正する。 （２）明細書第８頁１７行〜第１１頁１９行に記載のｒ
本発明の更新方法は、・・・手段とを含む。」を次のと
おり訂正する。 ｒ本発明の更新方法は、地中に埋設されている既設管を
破壊しつつ新設管を敷設することにより既設管路を更新
する方法てあって、シールド型トンネル掘削機を前記既
設管の一端から他端へ向けて前進させ、前記掘削機を前
進させる間、前記掘削機により前記既設管を破砕しつつ
該既設管の周囲の土砂を掘削し、前記新設管を掘削され
た箇所に配置することを含むことを特徴とする。 本発明の更新方法は、また、地中に埋設されている既設
管を破壊しつつ新設管を敷設することにより既設管路を
更新する方法であって、前記既設を含むことを特徴とす
る。 後方にシールド型トンネル掘削機を配置し、該掘削機を
前記既設管に沿って向けて前進させ、前記掘削機を前進
させる間、前記掘削機により前記既設管を破砕しつつ土
砂を掘削し、前記掘削機による破砕物および掘削物を前
記掘削機の後方へ排出し、前記新設管を掘削された箇所
に配置することを含むことを特徴とする。 本発明の更新方法は、さらに、地中に埋設されている既
設管を破壊しつつ新設管を敷設することにより既設管路
を更新する方法であって、前記既設管内をシール手段に
より密閉し、該シール手段の後方にシールド型トンネル
掘削機を配置し、該掘削機を前記既設管に沿って前進さ
せ、前記掘削機を前進させる間、前記既設管を流ねる流
動液体を前記シール手段および前記掘削機を経て該掘削
機の後方へ流動させかつ面記掘削機により前記既設管を
破砕しつつ土砂を掘削し、前記掘削機による破砕物およ
び掘削物を前記掘削機の後方へ排出し、前記新設管を掘
削された箇所に配置すること本発明の更新装置は、地中
に埋設されている既設管を破壊・しつつ新設管を敷設す
ることにより既設管路を更新する装置であって、更新す
べき前記既設管の一端から他端へ向けて移動されて前記
既設管を破砕しつつ前記新設管の周りの土砂を掘削する
シールド型トンネル掘削機と、前記新設管を掘削された
箇所に配置する手段とを含む。 本発明の更新装置は、また、地中に埋設されている既設
管を破壊しつつ新設管を敷設することにより既設管路を
更新する装置であって、前記既設管内を密閉するように
前記既設管内に配置されるシール手段と、該シール手段
の後方から前記既設管に沿って移動されて前記既設管−
を破砕しつつ土砂を掘削するシールド型トンネル掘削機
と、慈掘削機による破砕物および掘削物を前記掘削機の
後方へ排出する手段と、前記新設管を前記掘削機により
掘削された箇所に配置する手段とを含む。 本発明の更新装置は、さらに、地中に埋設されている既
設管を破壊しつつ新設管を敷設することにより既設管路
を更新１−る装置であつて、首記既設管内を密閉するよ
うに前記既設管内に配置されるシール手段と、該シール
手段の後方から前記既設管に沿って移動されて前記既設
管を破壊しつつ地盤を掘削するシールド型トンネル掘削
機と、該掘削機による破砕物および掘削物を前記掘削機
の後方へ排出するト段と、前記既設管内の流動液体を前
記掘削機を経て該掘削機の後方へ流動させる手段と、１
）；「記新設管を掘削された箇所に配置する手段とを含
む。１ （３〉明細書の記載において次のとおり訂ＩＦする。 ８、添付書類の目録 特許請求の範囲を記載した書面　　　　１通２、特許請
求の範囲］ （１）地中に埋設されている既設管をＩ去旦ユ２新設管
を敷設することにより既設管路を更新する方法であって
、シールド型トンネル１ｔＨｔｉ削機を前記既設管の一
端から他端へ向けて前進させ、前記掘削機を旧道させる
間、首記掘削機により前記既設管を破砕しつつ該既設管
の周囲の土砂を掘削し、前記新設管を掘削された箇所に
配置することを含Ｃ，既設管路の更新方法。 （２）少なくとも一つのジヤツキを備える推進手段によ
り、前記新設管を前記掘削機による掘削跡に押し込み、
それにより前記新設管を掘削された箇所に配置しかつ前
記新設管を介して前記掘削機区」力を与えて前記掘削機
を前進させる、特許請求の範囲第（１）項に記載の既設
管路の更新方法。 （３）地中に埋設されている既設管を狡犬支２２新設管
を敷設することにより既設管路を更新する方法であって
、前記既設管内をシール手段により密閉し、藷シール手
段の後方にシールド型トンネル掘削機を配置し、該掘削
機を前記既設管に沿って向けて前進させ、前記掘削機を
前進させる間、前記掘削機により前記既設管を破砕しつ
つ土砂を掘削し、首記掘削機による破砕物および掘削物
を首記掘削機の後方へ排出し、Ｍｆ記新設管を掘削され
た箇所に配置することを血道、既設管路の更新方？去。 （４）破壊された前記既設管の破片を前記掘削機の前部
に配置されたクラッシャによりさらに小片に破砕し、破
砕された小片を、前記掘削機の後方から前記掘削機の前
部へ排出用液体を供給しつつ前記掘削機の前部へ供給さ
れた前記排出用液体とともに前記掘削機の後方へ排出す
る、特許請求の範囲第（３）項に記載の既設管路の更新
方法。 （５）地中に埋設されている既設管を封しつつ新設管を
敷設することにより既設管路を更新する方法であって、
前記既設管内をシール手段により密閉し、該シール手段
の後方にシールド型トンネル掘削機を配置し、該掘削機
を前記既設管に沿って前進させ、前記掘削機を前進させ
る間、前記既膜管を流れる流動液体を前記シール手段お
よび前記掘削機を経て該掘削機の後方へ流動させかつ前
記掘削機により前記既設管を破砕しつつ土砂を掘削し、
前記掘削機による破砕物および掘削物を前記掘削機の後
方へ排出し、前記新設管を掘削された箇所に配置するこ
とを卸、既設管路の更新方法。 （６）前記流動液体用の流路を有する連結機構であって
前記シール手段と前記掘削機とを相互に連結する連結機
構の前記流路を介して前記流動液体を１１９記シ一ル手
段から前記掘削機へ流動させる、特許請求の範囲第（５
）項に記載の既設管路の更新方法。 （７）地中に埋設されている既設管をＵ旦２Ω新設管を
敷設することにより既設管路を更新する装置であって、
更新すべき前記既設管の一端から他端へ同番すて移動さ
れてｍｆ記既設管を破砕しつつ前記新設管の周りの土砂
を掘削するシールド型トンネル掘削機と、ｎｎ記新設管
を掘削された箇所に配置する手段とを含む、既設管路の
更新装置。 （８）前記新設管配置手段は、前記新設管を前記掘削機
による掘削跡に押し込み、それにより前記新設管を配置
しかつ前記新設管を介して前記掘削機監１力を作用させ
る推進機構を備える、特許請求の範囲第（７）項に記載
の既設管路の更新装置。 （９）地中に埋設されている既設管を咬１旦２２新設管
を敷設することにより既設管路を更新する装置であって
、前記既設管内を密閉するように前記既設管内に配置さ
れるシール手段と、註シール手段の後方から前記既設管
に沿って移動されて前記既設管を破砕しつつ土砂を掘削
するシールド型トンネル掘削機と、該掘削機による破砕
物および掘削物を前記掘削機の後方へ排出する手段と、
前記新設管を前記掘削機により掘削された箇所に配置す
る手段とを含む、既設管路の更新装置。 （’１０）前記シール手段は、前記既設管内に該既設管
に沿って移動可能に配置された連結機構により前記掘削
機に連結されている、特許請求の範囲第（９）項に記載
の既設管路の更新装置。 （１１）地中に埋設されている既設管を咬１支コ２新設
管を敷設することにより既設管路を更新する装置であっ
て、前記既設管内を密閉するように前記既設管内に配置
されるシール手段と、該シール手段の後方から前記既設
管に沿って移動されて前記既設管を破壊しつつ地盤を掘
削するシールド型トンネル掘削機と、該掘削機による破
砕物および掘削物を前記掘削機の後方へ排出する手段と
、前記既設管内の流動液体を前記掘削機を経て該掘削機
の後方へ流動させる手段と、前記新設管を掘削された箇
所に配置する手段とを含む、既設管路の更新装置。 （１２）前記シール手段は前記既設管内に話既膜管に沿
って移動可能に配置され、前記シール手段と前記掘削機
とは前記流動液体を前記シール手段から前記掘削機へ流
動させる流路を有する連結機構により相互に連結されて
いる、特許請求の範囲第（１１）項に記載の既設管路の
更新装置。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. （１）地中に埋設されている既設管を撤去し、その跡に
   新設管を敷設することにより既設管路を更新する方法で
   あって、シールド型トンネル掘削機を前記既設管の一端
   から他端へ向けて前進させ、前記掘削機を前進させる間
   、前記掘削機により前記既設管を破砕しつつ該既設管の
   周囲の土砂を掘削し、前記新設管を掘削された箇所に配
   置することを特徴とする、既設管路の更新方法。
2. （２）少なくとも一つのジャッキを備える推進手段によ
   り、前記新設管を前記掘削機による掘削跡に押し込み、
   それにより前記新設管を掘削された箇所に配置しかつ前
   記新設管を介して前記掘削機に前進力を加えて前記掘削
   機を前進させる、特許請求の範囲第（１）項に記載の既
   設管路の更新方法。
3. （３）地中に埋設されている既設管を撤去し、その跡に
   新設管を敷設することにより既設管路を更新する方法で
   あって、前記既設管内をシール手段により密閉し、該シ
   ール手段の後方にシールド型トンネル掘削機を配置し、
   該掘削機を前記既設管に沿って向けて前進させ、前記掘
   削機を前進させる間、前記掘削機により前記既設管を破
   砕しつつ土砂を掘削し、前記掘削機による破砕物および
   掘削物を前記掘削機の後方へ排出し、前記新設管を掘削
   された箇所に配置することを特徴とする、既設管路の更
   新方法。
4. （４）破壊された前記既設管の破片を前記掘削機の前部
   に配置されたクラッシャによりさらに小片に破砕し、破
   砕された小片を、前記掘削機の後方から前記掘削機の前
   部へ排出用液体を供給しつつ前記掘削機の前部へ供給さ
   れた前記排出用液体とともに前記掘削機の後方へ排出す
   る、特許請求の範囲第（３）項に記載の既設管路の更新
   方法。
5. （５）地中に埋設されている既設管を撤去し、その跡に
   新設管を敷設することにより既設管路を更新する方法で
   あって、前記既設管内をシール手段により密閉し、該シ
   ール手段の後方にシールド型トンネル掘削機を配置し、
   該掘削機を前記既設管に沿って前進させ、前記掘削機を
   前進させる間、前記既設管を流れる流動液体を前記シー
   ル手段および前記掘削機を経て該掘削機の後方へ流動さ
   せかつ前記掘削機により前記既設管を破砕しつつ土砂を
   掘削し、前記掘削機による破砕物および掘削物を前記掘
   削機の後方へ排出し、前記新設管を掘削された箇所に配
   置することを特徴とする、既設管路の更新方法。
6. （６）前記流動液体用の流路を有する連結機構であって
   前記シール手段と前記掘削機とを相互に連結する連結機
   構の前記流路を介して前記流動液体を前記シール手段か
   ら前記掘削機へ流動させる、特許請求の範囲第（５）項
   に記載の既設管路の更新方法。
7. （７）地中に埋設されている既設管を撤去し、その跡に
   新設管を敷設することにより既設管路を更新する装置で
   あって、更新すべき前記既設管の一端から他端へ向けて
   移動されて前記既設管を破砕しつつ前記新設管の周りの
   土砂を掘削するシールド型トンネル掘削機と、前記新設
   管を掘削された箇所に配置する手段とを含む、既設管路
   の更新装置。
8. （８）前記新設管配置手段は、前記新設管を前記掘削機
   による掘削跡に押し込み、それにより前記新設管を配置
   しかつ前記新設管を介して前記掘削機に前進力を作用さ
   せる推進機構を備える、特許請求の範囲第（７）項に記
   載の既設管路の更新装置。
9. （９）地中に埋設されている既設管を撤去し、その跡に
   新設管を敷設することにより既設管路を更新する装置で
   あって、前記既設管内を密閉するように前記既設管内に
   配置されるシール手段と、該シール手段の後方から前記
   既設管に沿って移動されて前記既設管を破砕しつつ土砂
   を掘削するシールド型トンネル掘削機と、該掘削機によ
   る破砕物および掘削物を前記掘削機の後方へ排出する手
   段と、前記新設管を前記掘削機により掘削された箇所に
   配置する手段とを含む、既設管路の更新装置。
10. （１０）前記シール手段は、前記既設管内に該既設管に
    沿って移動可能に配置された連結機構により前記掘削機
    に連結されている、特許請求の範囲第（９）項に記載の
    既設管路の更新装置。
11. （１１）地中に埋設されている既設管を撤去し、その跡
    に新設管を敷設することにより既設管路を更新する装置
    であって、前記既設管内を密閉するように前記既設管内
    に配置されるシール手段と、該シール手段の後方から前
    記既設管に沿って移動されて前記既設管を破壊しつつ地
    盤を掘削するシールド型トンネル掘削機と、該掘削機に
    よる破砕物および掘削物を前記掘削機の後方へ排出する
    手段と、前記既設管内の流動液体を前記掘削機を経て該
    掘削機の後方へ流動させる手段と、前記新設管を掘削さ
    れた箇所に配置する手段とを含む、既設管路の更新装置
    。
12. （１２）前記シール手段は前記既設管内に該既設管に沿
    って移動可能に配置され、前記シール手段と前記掘削機
    とは前記流動液体を前記シール手段から前記掘削機へ流
    動させる流路を有する連結機構により相互に連結されて
    いる、特許請求の範囲第（１１）項に記載の既設管路の
    更新装置。